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基于神经网络的模拟电路故障诊断方法研究
XXX (xxx学院 信息与通信工程学院 xx xx 000000) 摘 要:本文在简要介绍 BP 神经网络基本原理的基础上,以差分放大电路为例,设计并实现了基于 BP 算法的模拟电路故 障诊断方法,建立了模拟电路故障诊断 BP 神经网络模型。实验表明,………. 关键词: 模拟电路;故障诊断;神经网络;BP 算法

An analog circuit fault diagnosis method based on Neural Network
XXX
(000000, China) Abstract: Fault diagnosis in analog circuits is a challenging research topic. In this paper, after the brief introduction of the basic principle of BP neural network, with the differential amplifier circuit as an example, …… .. Key Words: Analog circuit; Fault diagnosis; Neural network; BP algorithm

1 引言
电子产品的集成度越来越高,结构也变得越复杂,功能更加强大。面对如此情况,我们需要一个更 加方便快捷的电路故障分析方式来辅助我们的电路设计。随着人工神经网络技术的发展,其应用也逐渐 广泛,其中的 BP 神经网络[1-3]最为值得关注,……

2 BP 神经网络基本原理
神经网络是由大量的神经元相互联结,模拟人的大脑神经处理信息的方式,进行信息并行处理和非 线形转换的复杂网络系统。在各种神经网络模型中,BP 神经网络是………

3 基于 BP 神经网络的模拟电路故障诊断模型
3.1 电压输出单端差分转换器 为了将BP神经网络应用模拟电路故障诊断之中,本研究选择了AD公司提供的实验电路——电压单 端差分转换器[4,5],如图1所示。 Vcc=10V,Vee=-10V,…….
R1 10k Vcc R2 10k 3 + U1A AD648B 2 4 Vee Vcc Vee R5 V1 DC =-10 AC = TRAN = DC = 10 AC = TRAN = V2 VOFF = VAMPL = 1 FREQ = 1k V3 R3 2.21k 2.21k R6 2.21k V+ OUT 1 VR7 1k 8

0
R4

0

0

2.21k Vee 4 6 U1B AD648B 5 + 8 VOUT 7 V+ R8 1k

0

Vcc

图 1 电压输出单端差分转换器
1

3.2 模拟电路故障诊断 BP 神经网络模型的建立 我们分别假设 R1、R3、R4、R5、R6 为故障点,在仿真时设置为开路,选用著名的模拟电路仿真软 件 PSpice[6]来获取该电路的仿真数据,得到的仿真波形见图 2。在得到仿真波形的同时,我们利用 Pspice 中的游标工具读取数据并记录, 得到正常状态与故障状态下的仿真数据, 以此作为神经网络的学习样本, 如表 1 所示。 表 1 部分学习样本
序号 1 12 V3 输出 1.000000 -1.000000 芯片 1 脚 1.000000 -1.000000 芯片 2 脚 -0.000004 -0.500000 芯片 3 脚 0.000000 -0.500000 芯片 6 脚 -0.000004 -0.000004 芯片 7 脚 -1.000000 -0.000004 故障 正常 R6 开路 置1 F0 F6

4 实验结果及分析
录入 26 个学习样本数据后,利用 BP 算法对网络进行训练,允许收敛误差设置为 MSE≤10 ? 3 。 网络经过 3016 次训练后收敛, 收敛时 MSE =0.000996。 算法的迭代次数和均方误差的关系曲线如图 4 所示。

图 4 训练进程关系曲线

5 结论
本文将 BP 神经网络应用于模拟电路故障诊断中, 建立了基于 BP 神经网络的模拟电路故障诊断模型。 实验表明,该模型具有较强的自学习、自适应能力,………..

参考文献
[1] [2] [3] 史忠植.神经网络[M].北京:高等教育出版社,2009 田景文,高美娟.人工神经网络算法研究及应用[M].北京:北京理工大学出版社,2006 林海军,齐丽彬等. 基于 BP 神经网络的模拟电路故障诊断研究[J]. 电测与仪表,2007,(12):41-43

……..

作者简介
XXX(1993-),男,电子信息工程专业在读本科生。

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